EC11旋转编码器

旋转编码器是一种将旋转位移转换为一连串数字脉冲信号的旋转式传感器。这些脉冲用来控制角位移。读数系统通常采用差分方式，即将两个波形一样但相位差为180°的不同信号进行比较，以便提高输出信号的质量和稳定性。读数是在两个信号的差别基础上形成的，从而消除了干扰。

模块来源

采购链接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-24706531953.10.211a6a4bFbOotE&id=522555699841
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/18pp1KaT2V_llizWvdIXtKA?pwd=8889
资料提取码：8889

规格参数

工作电压：5V
工作电流：1MA
模块尺寸：18 x 25 mm
旋转角度: 360度
通信协议：相位差
管脚数量：5 Pin（2.54mm间距排针）
左侧信息见厂家资料文件2.2-1 产品规格书

原理解析

旋转编码器是通过两个引脚的相位差，实现的旋转方向判断（以后的CLK引脚统一称呼为A相，DT引脚为B相）
当是顺时针旋转时，A相超前B相90度，即A相为下降沿时，B相为低电平；A相为上升沿时，B相为高电平。
当是逆时针旋转时，B相超前A相90度，即A相为下降沿时，B相为高电平；A相为上升沿时，B相为低电平。

而EC11按旋转的输出动作可以分为两种。
一种是转两格，A、B端输出一个完整脉冲（转一格就只是由低电平->高电平或由高电平->低电平）；
一种就是转一格，A、B对C端输出一个完整脉冲。

因此我们只需检测A相或者B相有发生高低电平跳变时，就判断另一相状态，来决定旋转方向。根据以下真值表，可以发现：

• 当两相同时为上升沿或者同时为下降沿时，则为顺时针；
• 当两相不同时为上升沿或者不同时为下降沿时，则为逆时针；

旋转编码器是机械结构的，是机械结构就避免不了在旋转或者按下时有抖动，这里采用定时器每隔10ms扫描一次编码器是否有动作，实现10ms内的消抖。

移植过程

引脚选择

该模块有5个引脚，具体引脚连接见 表2.4.1-1 各引脚连接。

移植至工程

我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码，按照以下步骤，即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学，这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11 换成 bsp_ec11，文件夹名字改为EC11。

代码写入

在 bsp_dht11.c 文件中写入：

/*
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 * Date           Author       Notes
 * 2023-11-02     LCKFB-yzh    first version
 */

#include "bsp_ec11.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "rom/ets_sys.h"

void delay_ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Encoder_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：旋转编码器引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：
******************************************************************/
void Encoder_GPIO_Init(void)
{
     gpio_config_t ec11_config = {
            .pin_bit_mask = (1ULL<<EC11_PIN_SW)|(1ULL<<EC11_PIN_CLK)|(1ULL<<EC11_PIN_DT), //配置引脚
            .mode =GPIO_MODE_INPUT,                  //输出模式
            .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,        //使能上拉
            .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,    //不使能下拉
            .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE            //不使能引脚中断
    };
    gpio_config(&ec11_config);

}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Encoder_Scanf
 * 函 数 说 明：判断旋转编码器是否有往哪一个方向旋转
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：1=正转 2=反转
 * 作       者：LC
 * 备       注：哪一边正转哪一边反转不需要太在意，你说的算
******************************************************************/
char Encoder_Scanf(void)
{
    static  unsigned char    EC11_CLK_Last = 0;     //EC11的LCK引脚上一次的状态 （A相）
    static  unsigned char    EC11_DT_Last  = 0;     //EC11的DT引脚上一次的状态（B相）
    char ScanResult = 0;
    //当A发生跳变时采集B当前的状态，并将B与上一次的状态进行对比。
    if(GET_CLK_STATE !=EC11_CLK_Last)
    {           //若A 0->1 时，B 1->0 正转；若A 1->0 时，B 0->1 正转；
                //若A 0->1 时，B 0->1 反转；若A 1->0 时，B 1->0 反转
        if(GET_CLK_STATE == 1)     //EC11_A和上一次状态相比，为上升沿
        {
            //EC11_B和上一次状态相比，为下降沿
            if((EC11_DT_Last == 1)&&(GET_DT_STATE == 0))
                ScanResult = 1;  //正转
             //EC11_B和上一次状态相比，为上升沿
            if((EC11_DT_Last == 0)&&(GET_DT_STATE == 1))
                ScanResult = 2; //反转

            //>>>>>>>>>>>>>>>>下面为正转一次再反转或反转一次再正转处理<<<<<<<<<<<<<<<<//
            //A上升沿时，采集的B不变且为0
            if((EC11_DT_Last == GET_DT_STATE)&&(GET_DT_STATE == 0))
                ScanResult = 1;                                 //正转
             //A上升沿时，采集的B不变且为1
            if((EC11_DT_Last == GET_DT_STATE)&&(GET_DT_STATE == 1))
                ScanResult = 2;                                //反转
        }
        else  //EC11_A和上一次状态相比，为下降沿
        {
            //EC11_B和上一次状态相比，为下降沿
            if((EC11_DT_Last == 1)&&(GET_DT_STATE == 0))
                ScanResult = 2;                        //反转
             //EC11_B和上一次状态相比，为上升沿
            if((EC11_DT_Last == 0)&&(GET_DT_STATE == 1))
                ScanResult = 1;                         //正转

            //>>>>>>>>>>>>>>>>下面为正转一次再反转或反转一次再正转处理<<<<<<<<<<<<<<<<//
            //A上升沿时，采集的B不变且为0
            if((EC11_DT_Last == GET_DT_STATE)&&(GET_DT_STATE == 0))
                ScanResult = 2;                                //反转
            //A上升沿时，采集的B不变且为1
            if((EC11_DT_Last == GET_DT_STATE)&&(GET_DT_STATE == 1))
                ScanResult = 1;                                 //正转
        }
        EC11_CLK_Last = GET_CLK_STATE;   //更新编码器上一个状态暂存变量
        EC11_DT_Last = GET_DT_STATE;     //更新编码器上一个状态暂存变量
        return ScanResult;               //返回值的取值：   0：无动作； 1：正转；  2：反转；
    }
    return 0;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Encoder_Sw_Down
 * 函 数 说 明：判断编码器是否被按下
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：0=没有被按下  1=被按下
 * 作       者：LC
 * 备       注：请注意消抖
******************************************************************/
unsigned char Encoder_Sw_Down(void)
{
    //没有按下
    if( gpio_get_level(EC11_PIN_SW) == 1 )
    {
        delay_ms(100);//消抖
        return 0;
    }
    else//按下
    {
        delay_ms(100);//消抖
//        printf("down\r\n");
        return 1;
    }
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Encoder_Rotation_left
 * 函 数 说 明：左旋转服务函数。当编码器左转时，需要执行的操作
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：向左旋转次数
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
int Encoder_Rotation_left(void)
{
    static int left_num = 0;//左转次数
    left_num++;
    /*  你的代码写在此处  */
    printf("left num = %d\r\n",left_num);

    /*  你的代码写在此处  */
    return left_num;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Encoder_Rotation_left
 * 函 数 说 明：右旋转服务函数。当编码器右转时，需要执行的操作
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：向右旋转次数
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
int Encoder_Rotation_right(void)
{
    static int right_num = 0;//右转次数
    right_num++;
    /*  你的代码写在此处  */

    printf("right num = %d\r\n",right_num);
    /*  你的代码写在此处  */

    return right_num;
}


/************************************************
函数名称 ： BSP_TIMER_IRQHandler
功    能 ： 无
参    数 ： 无
返 回 值 ： 无
作    者 ： LC
*************************************************/
void BSP_TIMER_IRQHANDLER(void)
{
    static char dat = 0;
    dat = Encoder_Scanf();//扫描编码器是否扭动
    if( dat != 0 )//如果有转动
    {
        if( dat == 2 )
        {
            Encoder_Rotation_left();
        }
        else
        {
            Encoder_Rotation_right();
        }

    }
}

在 bsp_dht11.h 文件中写入：

#ifndef _BSP_ENCODER_H_
#define _BSP_ENCODER_H_

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_rom_sys.h"
#include "esp_timer.h"
#include "driver/uart.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gptimer.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "nvs_flash.h"

//SW引脚
#define EC11_PIN_SW      1

//CLK引脚
#define EC11_PIN_CLK     3

//DT引脚
#define EC11_PIN_DT      2

//获取CLK引脚的状态
#define GET_CLK_STATE   gpio_get_level(EC11_PIN_CLK)
//获取DT引脚的状态
#define GET_DT_STATE    gpio_get_level(EC11_PIN_DT)

void delay_us(unsigned int us);
void delay_ms(unsigned int ms);
void Encoder_GPIO_Init(void);//旋转编码器初始化
unsigned char Encoder_Sw_Down(void);//编码器是否按下
int Encoder_Rotation_left(void);//左转服务函数
int Encoder_Rotation_right(void);//右转服务函数
void BSP_TIMER_IRQHANDLER(void);

#endif

到这里移植完成了，请移步到 2.5 进行移植验证。

移植验证

在main.c中输入代码如下

#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_chip_info.h"
#include "esp_flash.h"
#include "esp_timer.h"
#include "freertos/FreeRTOSConfig.h"
#include "esp_task_wdt.h"
#include "bsp_ec11.h"

void app_main(void)
{
    Encoder_GPIO_Init(); // 初始化
    while(1)
    {

        BSP_TIMER_IRQHANDLER();
        if( Encoder_Sw_Down() == 1 )//旋转编码器被按下
        {
            printf("Encoder down\r\n");
            delay_ms(100);
        }
        delay_ms(10);
    }

}

上电效果：

驱动代码（轮询）：

文件下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。